[發明專利]一種基于內容緩存和網絡狀態感知的業務遷移方法

在審

• 申請號: 201611119973.2
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106658598A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 朱曉榮;周辰駿;鞏曉迪;沈瑤;李嘉琪
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W28/06
• 分類號: H04W28/06;H04W28/14;H04L29/08
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務所32241
• 代理人: 唐小紅

1.一種基于內容緩存和網絡狀態感知的業務遷移方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)系統內容庫將緩存在虛擬小區內基站的內容文件按照Zipf定律分布部署到不同位置，使得虛擬小區內的基站緩存盡可能多高訪問率的內容文件，具體流程為：

設一個虛擬小區內傳輸基站存儲內容集合為S，更新周期為T，這里的更新周期是指具有緩存能力的傳輸基站緩存內容的更新時間，在一個更新周期T，傳輸基站記錄內容訪問率，根據訪問頻率按非增方式排序內容訪問率服從Zipf定律分布f(i)，解出滿足其中為訪問頻率因子，得到：

定義I≤|S|，I表示為熱點內容文件的數目，熱點內容集合a為緩存訪問率排名前I的內容集合，內容集合b為緩存普通內容；

2)對所述步驟1)中得到的熱點內容集合a和普通內容集合b，在更新周期內，將熱點內容集合a分布式地緩存在虛擬小區內的基站中，而內容服務器側緩存了內容集合a和b；

3)對所述步驟2)中得到了虛擬小區內用戶群體的興趣內容和緩存分布位置，具備協作式緩存的網絡中，用戶請求內容命中包括以下情況：

3-a)本地命中：當前服務基站上緩存有該被請求內容文件的副本；

3-b)服務器命中：該請求不是本地命中，則需要通過Internet向內容服務器發送請求；

4)對所述步驟3)中得到了用戶請求內容命中位置，其中本地命中率與服務器命中率為：

4-a)用戶請求的內容i在基站j命中，本地命中率為其中α_j表示基站j具備緩存內容能力，表示內容i是否被緩存在基站j處；

4-b)用戶請求的內容i在服務器命中，服務器命中率為其中表示內容i是否屬于內容服務器命中；

5)用戶請求所產生的傳輸時延主要分為兩個過程，分別是基站到用戶的時延和內容服務器到基站的時延；時延表示基站j為用戶傳輸內容i時的總傳輸時延，基站時延表示基站j為用戶傳輸內容i時的傳輸時延，時延表示服務器為基站j傳輸內容i時的傳輸時延；

6)對所述步驟5)中得到了用戶請求所產生的傳輸時延，具體表示如下：

6-a)用戶所請求的內容在基站端無緩存時，那么被訪問的基站需要向內容服務器發起請求；此時，對于用戶的內容請求時延為：

6-b)用戶請求的為普通內容時，基站所存儲的內容庫中沒有，因此基站需要向內容服務器請求內容；此時，對于用戶的內容請求時延為：

6-c)用戶請求的為熱點內容，基站能滿足用戶的需求；此時，對于用戶的內容請求時延為：

6-d)對所述步驟6)中a)b)c)三種不同時延情況，其中6-a)和6-b)時延表示相同，可把這兩種情況視為一種，因此對于用戶所請求內容產生的總傳輸時延為：

7)對所述步驟6)中得到了用戶請求內容所產生的傳輸時延，基站時延表示為內容服務器產生時延表示為其中s_i表示內容i文件大小，R_j表示基站j傳輸速率，D_server表示單位數據量服務器命中時延；

8)服務基站的網絡圖模型表示為G＝(N₀,E,D)，其中，N₀表示服務基站j所在虛擬小區內其他具有緩存內容的傳輸基站即候選目標集合，E表示當前服務基站j遷移至候選目標集合中基站的路徑集合，D表示選擇不同目標基站的不同路徑時所產生的時延；

9)對所述步驟8)中得到了虛擬小區內服務基站傳輸時延網絡圖，用戶請求內容對系統的傳輸時延為：其中表示用戶當前服務基站時延，表示用戶遷移至基站k的傳輸時延，σ_jk表示為用戶遷移指示符，β_i表示為用戶請求內容i類別；

10)從系統的內容存放和基站網絡狀態角度考慮，提出判斷用戶發生遷移的準則，具體準則如下：

10-a)遷移目標候選集合內存在基站，滿足傳輸速率比當前服務基站傳輸速率大；

${\mathrm{\σ}}_{jk}=\left\{\begin{array}{c}1,R_0\≤R_j\≤R_k\\ 0,else\end{array}\right.$

其中，R₀為基站的最小傳輸速率；

10-b)遷移目標候選集合內存在基站，滿足緩存的內容是當前服務基站不具備的；

11)對所述步驟10)中得到了業務遷移判別準則，在更新周期內，若當前服務基站j傳輸時延大于候選目標集合中基站k傳輸時延，則滿足用戶業務遷移準則，若當前服務基站j小于候選目標集合中基站k傳輸時延，但基站j無內容i緩存，則滿足用戶遷移準則。